Sự hình thành, phát triển của giao tử và hiện tượng thụ tinh

Đặt vấn đề
Lịch sử loài người được tiếp nối, xã hội loài người được tồn tại là nhờ có
sù sinh sản. Từ xa xưa con người đã quan tâm đến việc bảo tồn nòi giống của
mình, qua đó để duy trì nòi giống loài người.
Đứa trẻ là kết quả của sự kết hợp giữa giao tử đực (tinh trùng) - sinh ra
từ tinh hoàn của người đàn ông và giao tử cái (noãn) - sinh ra từ buồng trứng
của người phụ nữ qua hiện tượng thụ tinh. Những cặp vợ chồng không thể
sinh con được thường phải chịu nhiều áp lực của xã hội, nên loài người từ
những buổi sơ khai đã quan tâm tìm kiếm phương pháp hữu hiệu để điều trị
vô sinh và có thể sinh con để “nối dõi tông đường”.
Cùng với sự tiến bộ không ngừng của nền văn minh xã hội loài người là
sự phát triển vượt bậc của khoa học. Nghiên cứu về sự hình thành, phát
triển của giao tử và hiện tượng thụ tinh là cơ sở, là nền tảng vững chắc
cho các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản ra đời và phát triển. Thành tựu này đã
mang lại niềm hy vọng được làm cha làm mẹ cho các cặp vô sinh tưởng
chừng như vô vọng không thể thụ thai một cách tự nhiên khi họ có bất
thường về chức năng sinh sản.
1. Sự hình thành và phát triển của noãn bào
1
Vào tuần thứ 8 của thời kỳ phôi thai, buồng trứng được hình thành do
quá trình biệt hoá của tuyến sinh dục trung tính. Các nang noãn nguyên thuỷ
được hình thành từ các dây sinh dục vỏ của tuyến sinh dục trung tính. Mỗi
nang noãn nguyên thuỷ gồm có noãn bào I đang ngừng ở cuối giai đoạn tiền
kỳ I và một hàng tế bào nang dẹt vây xung quanh. Buồng trứng có rất nhiều
nang noãn nguyên thuỷ, số lượng nang noãn này giảm rất nhanh theo thời
gian. ở tuần thứ 30 của thai nhi, cả 2 buồng trứng có khoảng 6.000.000 nang
noãn nguyên thuỷ, đến tuổi dậy thì chỉ còn khoảng 40.000 nang. Trong suốt
thời kỳ sinh sản (30 năm) chỉ có khoảng 400 – 500 nang này phát triển tới
chín và phóng noãn hàng tháng. Số còn lại bị thoái hoá [5]
1.1. Sự hình thành và phát triển của dòng noãn (Oogenesis)
Sự phát triển của noãn là sự hình thành, lớn lên và trưởng thành của

noãn. Quá trình này bắt đầu từ rất sớm trong bào thai và chấm dứt vào tuổi
mãn kinh của người phụ nữ, gồm có 4 giai đoạn:
- Nguồn gốc ngoài cơ quan sinh dục của tế bào mầm nguyên thủy và sự
di chuyển các tế bào mầm vào cơ quan sinh dục.
- Sù gia tăng số lượng các tế bào mầm bằng gián phân.
- Sự giảm chất liệu di truyền bằng giảm phân.
- Sự trưởng thành về cấu trúc và chức năng của noãn.
Những noãn chứa trong các nang noãn là những tế bào sinh dục gọi là
dòng noãn. Từ đầu dòng đến cuối dòng có: noãn nguyên bào, noãn bào 1,
noãn bào 2 và noãn chín [1].
2
Hình 1. Quá trình tạo noãn [1]
1.1.1. Noãn nguyên bào
Noãn nguyên bào là tế bào đầu dòng noãn phát sinh từ những tế bào
sinh dục nguyên thuỷ. Sau khi hình thành, một số noãn nguyên bào biệt hoá
thành noãn bào 1. ở buồng trứng thai 7 tháng, đại đa số noãn nguyên bào đã
biến mất do thoái triển hoặc do đã biệt hoá thành noãn bào 1. Khi trẻ ra đời,
những noãn nguyên bào hoàn toàn không thấy trong buồng trứng. Đó là một
điểm khác với quá trình tạo tinh trùng [1], [3].
1.1.2. Noãn bào 1
Sau khi được tạo ra, noãn bào 1 lớn lên vì tích trữ chất dinh dưỡng
trong bào tương và được vây quanh bởi một hàng tế bào dẹt gọi là tế bào
nang. Những tế bào này tạo ra một cái túi chứa noãn gọi là nang noãn nguyên
thuỷ. Noãn bào 1 trong nang noãn nguyên thuỷ tiến hành lần phân chia thứ
nhất của quá trình giảm phân nhưng tới cuối kỳ đầu của lần phân chia này thì
ngừng lại. Thời gian ngừng phân chia của noãn bào 1 dài hay ngắn tuỳ từng
noãn bào 1. Thời gian ngắn nhất là tới tuổi dậy thì, dài nhất là tới khi mãn
kinh.
3
Từ tuổi dậy thì đến tuổi mãn kinh, trong buồng trứng của người phụ

nữ, hàng tháng thường có một noãn bào 1 nằm trong nang noãn tiếp tục lần
phân chia thứ nhất của quá trình giảm phân. Kết quả là một noãn bào 1 sinh ra
hai tế bào có bộ nhiễm sắc thể đơn bội n = 22A + X, nhưng có kích thước và
tác dụng khác nhau: một tế bào lớn gọi là noãn bào 2 có tác dụng sinh dục và
một tế bào nhỏ gọi là cực cầu 1 không có tác dụng sinh dục. Đây cũng là một
điểm khác với quá trình tạo tinh trùng. Lần phân chia này hoàn thành trước
khi xảy ra sự phóng noãn [1], [3].
1.1.3. Noãn bào 2
Sau khi được sinh ra, noãn bào 2 tiến hành ngay lần phân chia thứ 2 của
quá trình giảm phân, song ngừng lại ở biến kỳ 2. Nếu có thụ tinh, sau khi tinh
trùng chui vào noãn, giảm phân 2 mới được hoàn tất. Noãn chín và cực cầu 2
được hình thành. Cực cầu 1 cũng phân chia tạo ra 2 cực cầu 2.
Giai đoạn trước khi chín, noãn là một tế bào hình tròn lớn có nhân tương
đối to, có bộ NST đơn bội n = 22A + X. Nhân này được gọi là nang mầm.
Noãn bào được bao quanh bởi lớp trong suốt gọi là màng trong suốt. Lớp tế
bào hạt bao quanh màng trong suốt có hình trụ có các nhánh bào tương Ên
sâu vào noãn bào là đường vận chuyển thông tin và cung cấp chất dinh
dưỡng [1], [3].
1.1.4. Noãn chín
Noãn chín là tế bào lớn nhất trong cơ thể người, đường kính tới 200 µm
vì bào tương chứa nhiều chất dinh dưỡng. Trong bào tương có nhiều không
bào chứa albumin và lipid, ti thể phong phú, phân bố khắp bào tương, bộ
Golgi, lưới nội bào phát triển mạnh [1], [3].
4
1.2. Cu trỳc ca nang noón.
Hỡnh 2. S phỏt trin ca nang noón trong chu k kinh nguyt [6]
1.2.1. Nhng nang noón cha phỏt trin
L nhng nang noón nguyờn thu, thy trong bung trng ca thai nhi
sp ra i, ca bộ gỏi t khi cho i cho n ph n trng thnh ang la
tui sinh . Cu trỳc rt n gin, bao gm: mt noón bo 1 ang ngng

phõn chia cui tin k ln phõn chia th nht ca quỏ trỡnh gim phõn. Mt
hng t bo nang dt võy quanh noón bo 1. T bo nang rt nghốo bo quan
v liờn kt vi nhau bi th liờn kt [1], [3].
1.2.2. Nhng nang noón phỏt trin
Ch thy t khi dy thỡ n khi món kinh. Quỏ trỡnh phỏt trin tri qua
nhiu giai on:
Nang noón nguyờn phỏt
Nang noón nguyờn phỏt ln hn nang noón nguyờn thu, t trong ra
ngoi cu to bi: noón bo 1 ang ln lờn v tip tc ngng quỏ trỡnh phõn
bo. Mng trong sut: nm gia noón v cỏc t bo nang. Mt lp t bo nang
5
Các lớp tế bào hạt
Noãn
Các lớp tế bào hạt quanh noãn
Khoang chứa dịch
Màng đáy
Tế bào vỏ trong
Tế bào vỏ ngoài
(Nang
noãn đặc)
(Nang noãn
có hốc)
đã cao lên tạo thành biểu mô vuông đơn hay trụ đơn nằm ngoài màng trong
suốt. Màng đáy lót ngoài nang noãn [1], [3].
Nang noãn thứ phát: tiến triển qua nhiều giai đoạn
Nang noãn đặc:
Từ trong ra ngoài có cấu tạo: noãn bào 1 nằm ở trung tâm đang tiếp tục
lớn lên và vẫn ngừng quá trình phân bào. Màng trong suốt rất rõ vì đã dày lên.
Lớp tế bào hạt: gồm những tế bào nang hình đa diện tạo thành một biểu mô
tầng gồm nhiều hàng tế bào. Màng đáy, vỏ liên kết mỏng: giới hạn bên ngoài

khó phân biệt với mô kẽ [1], [3].
Nang noãn có hốc:
Khi nang noãn có đường kính 200 µm và lớp hạt có 6 – 10 hàng tế bào,
ở một số nơi trong lớp tế bào nang xuất hiện nhiều khoảng trống nhỏ chứa
chất lỏng gọi là dịch nang. Dịch nang là dịch thấm từ huyết tương nhưng có
nhiều hyaluronate, những yếu tố phát triển, steroid và các hormon hướng sinh
dục. Lúc mới đầu những hốc này nhỏ và nhiều, sau đó họp lại thành những
hốc lớn hơn. Noãn bào 1 chứa trong nang noãn lớn dần và vẫn tiếp tục ngừng
phân bào. Vỏ liên kết ngày càng rõ rệt [1], [3].
Nang noãn có hốc điển hình
Dịch trong các hốc nang noãn ngày càng nhiều, các hốc ngày càng lớn
rồi thông với nhau thành một hốc duy nhất. Các tế bào nang tạo thành hốc
nang noãn, đám tế bào nang vây quanh noãn bào 1 tạo thành gò noãn lồi vào
trong hốc. Noãn bào 1 tiếp tục lớn lên khi có đường kính 100 µm thì ngừng
lại. Nó vẫn được ngăn cách với tế bào nang bởi màng trong suốt. Hàng tế bào
nang nằm sát màng trong suốt có hình trụ và được gọi là vòng tia. Màng đáy
bọc xung quanh lớp hạt. Vỏ liên kết được phân chia làm 2 lớp rõ rệt:
6
- Lớp vá trong: cấu tạo bởi những tế bào hình thoi hay đa diện gọi là tế
bào vỏ có đặc điểm cấu tạo của tế bào nội tiết có quan hệ mật thiết với hệ
thống lưới mao mạch, tiết ra estrogen.
- Lớp vỏ ngoài: cấu tạo bởi những tế bào và sợi liên kết xếp thành vòng
đồng tâm xen lẫn với một Ýt sợi cơ trơn để bọc quanh nang noãn [1], [3].
Nang noãn chín
Nang noãn chín có kích thước khá lớn đường kính có thể lên đến 20 mm,
lồi lên bề mặt buồng trứng và có thể thấy bằng mắt thường, cấu trúc tương tự
như nang noãn có hốc điển hình, chỉ khác một vài đặc điểm: hốc chứa dịch
nang rất lớn. Lớp hạt thành của hốc nang noãn rất mỏng chỉ gồm vài hàng tế
bào nang. Gò noãn lồi hẳn vào trong hốc chứa dịch nang noãn và dính vào
thành hốc bởi 1 eo nhỏ cấu tạo bởi một Ýt tế bào nang. Màng trong suốt rất

dày khoảng 30 – 40 µm [1], [3].
1.3. Sinh lý sự phát triển nang noãn (Folliculogenesis)
Sự phát triển của nang noãn gồm một chuỗi các sự kiện xảy ra một cách
có trật tự dẫn tới sự phóng noãn ở giữa chu kỳ, bao gồm: sự huy động các
nang noãn (recruitment), sự chọn lọc nang noãn (selection), sự vượt trội của
một nang noãn (dominance), sự thoái hoá của nang noãn (atresia) và sự phóng
noãn (ovulation) [6].
Quá trình này bắt đầu từ sự phát triển của nang noãn nguyên thủy
(primordial follicle), qua các giai đoạn nang noãn sơ cấp (preantral follicle),
nang noãn thứ cấp (antral follicle) và nang trước phóng noãn (Graafian
follicle hay preovulatory follicle) (hình 2). Mét chu kỳ phát triển nang noãn
trung bình kéo dài 85 ngày (khoảng 3 chu kỳ kinh) và thông thường chỉ có
một nang trưởng thành và phóng noãn trong mỗi chu kỳ kinh [6].
1.3.1. Sù huy động các nang noãn (recruitment)
7
Mỗi chu kỳ, có khoảng vài trăm nang noãn nguyên thủy được huy động
vào nhóm nang noãn phát triển để sau khoảng 12 tuần có một nang noãn đạt
đến giai đoạn trưởng thành và phóng noãn.
Sự phát triển tiếp theo của các nang noãn nguyên thủy được huy động là
một quá trình phụ thuộc vào hormon ở cuối chu kỳ kinh nguyệt. Sự thoái hoá
của hoàng thể dẫn tới sự tăng nồng độ FSH, khoảng 1 ngày trước khi bắt đầu
chu kỳ mới FSH tăng làm khởi phát sự phát triển của các nang noãn.
Khi các nang noãn thứ cấp đã được huy động, các nang này sẽ phát triển
về kích thước và chức năng chế tiết hormon. Các tế bào hạt và các tế bào vỏ
nang bên ngoài của màng đáy gia tăng số lượng và có sự tạo khoang chứa
dịch nang bên trong nang. Các tế bào hạt chịu trách nhiệm dinh dưỡng cho sự
phát triển của noãn và thành phần của dịch nang chủ yếu là các chất thấm từ
huyết tương vào.
Vì vậy, mỗi noãn được bao quanh bởi một môi trường đồng nhất. Song
song với sự phát triển về kích thước, chức năng chế tiết hormon của các nang

noãn cũng được phát triển. FSH chủ yếu tác dụng trên tế bào hạt, trong khi
LH tác dụng chủ yếu trên tế bào vỏ và một phần trên tế bào hạt. Thụ thể của
LH hiện diện trên tế bào vỏ. LH gắn vào thụ thể của nó trên tế bào vỏ kích
thích tế bào vỏ sản xuất androgen (chủ yếu là androstenedion và testosteron)
từ cholesterole. Androgen được sản xuất từ tế bào vỏ được hấp thu vào dịch
nang và sau đó được tế bào hạt chuyển hoá thành estradiol [6].
1.3.2. Sự chọn lọc nang noãn (selection).
Khoảng ngày 7 của chu kỳ, sự chọn lọc của nang noãn được tiến hành.
Một số nang noãn trong số các nang thứ cấp sẽ được chọn lọc để chuẩn bị cho
sù phóng noãn sau này. Các nang noãn này thường là các nang đáp ứng tốt với tác
8
dụng của FSH, có nhiều thụ thể của FSH trên các tế bào hạt và chế tiết nhiều
estradiol [6].
1.3.3. Sự vượt trội của một nang noãn (dominance).
Khoảng ngày 8 - 10 của chu kỳ, một nang noãn đã được chọn lọc sẽ vượt
trội hơn những nang khác đó là do: estradiol tăng sẽ hạn chế giải phóng FSH
từ tuyến yên, từ đó làm hạn chế sản xuất estradiol. Bằng cách này, estradiol
đã tự hạn chế sự tổng hợp chính nó (hồi tác âm tính). Vì vậy sự phát triển của
các nang bị hạn chế mà chỉ có một nang trội có thể tiếp tục phát triển với
nồng độ FSH thấp hơn do có sự tăng về số lượng các thụ cảm với FSH [6].
1.3.4. Sự thoái hoá của nang noãn (atresia)
Trong nang noãn vượt trội, hoạt động chế tiết ra estradiol tăng rất nhanh,
đồng thời dưới tác dụng của FSH, nang noãn vượt trội tiết ra inhibin. Inhibin
ức chế sự chế tiết FSH của tuyến yên, làm cho các nang khác thiếu FSH, làm
giảm khả năng chế tiết estradiol của các nang khác, dẫn đến sự tích lũy của
androgen và thoái hoá của các nang khác [6].
1.3.5. Sự chín muồi của nang noãn, phóng noãn (ovulation)
Sự phát triển của nang trội sẽ đảm bảo lượng estradiol tăng liên tục. Sau
đó các thụ cảm của LH xuất hiện trên tế bào hạt. Khi lượng estradiol trong
máu tăng trên mức cố định trong vài giờ thì cơ chế hồi tác âm tính lên tuyến

yên thay đổi thành hồi tác dương tính. Nói cách khác, estradiol không còn hạn
chế được sự giải phóng LH lâu mà còn kích thích chế tiết LH. Do vậy, xung
lượng LH cũng tăng lên cả về tần số và biên độ, sự giải phóng LH tăng lên
dẫn đến hiện tượng phân bào giảm nhiễm (sự trưởng thành noãn). Hơn nữa,
sự sản xuất estradiol giảm nhanh và các tế bào hạt được kích thích sản xuất
progesteron và các yếu tố cần thiết cho phóng noãn.
9
Dưới tác dụng của LH, nang noãn càng chín nhanh, lồi ra phần ngoại vi
của buồng trứng rồi vỡ, phóng noãn ra ngoài. Sự phóng noãn bắt đầu khoảng
10 - 12 giê sau đỉnh LH đạt tới mức cao nhất của LH (gấp 6 - 10 lần so với
thời điểm 16 giờ trước phóng noãn) và 34 - 36 giê sau mức LH bắt đầu tăng.
Sau khi LH đạt tới mức cao nhất, lượng LH tụt nhanh xuống ngang với mức
LH ở thời điểm bắt đầu chu kỳ kinh nguyệt [6].
2. Sự hình thành và phát triển của tinh trùng
2.1. Cấu tạo vi thể của tinh hoàn
Hình 3. Cấu tạo vi thể của tinh hoàn [2].
2.1.1. Mô kẽ (interstitial tissue)
Mô kẽ tinh hoàn là nơi quan trọng sản xuất ra các androgen. Là mô liên
kết thưa xen vào giữa các ống sinh tinh chứa những tế bào trung mô kém biệt
hoá, tế bào sợi, đại thực bào, dưỡng bào và các tế bào đa diện hay hình cầu
được gọi là tế bào kẽ tinh hoàn (tế bào Leydig), hoặc đứng cô độc hoặc họp
thành đám, chúng có quan hệ mật thiết với các mao mạch máu để tạo ra tuyến
nội tiết kiểu tản mát gọi là tuyến kẽ tinh hoàn. Tuyến này tiết ra testosterone
nhờ tác dụng kích thích của hormon LH của tuyến yên. Testosteron có tác
10
dụng kích thích quá trình tạo tinh trùng, duy trì sự hoạt động của các tuyến
phụ thuộc đường dẫn tinh và phát triển giới tính nam thứ phát: mọc râu, giọng
nói trầm Testosteron được tổng hợp bởi các men có trong ti thể và lưới nội
bào không hạt của tế bào kẽ [2].
2.1.2. ống sinh tinh

Bọc ngoài là màng đáy, ngoài màng này có bao xơ chun. Thành là biểu
mô tinh cấu tạo bởi 2 loại tế bào: tế bào Sertoli và tế bào dòng tinh.
*Tế bào Sertoli
Tế bào Sertoli nằm gần màng đáy. Nhân lớn, hình trứng, sáng màu, Ýt
chất nhiễm sắc, có 1 hạt nhân lớn, rất rõ rệt.
Tế bào Sertoli tham gia cấu tạo hàng rào máu – tinh hoàn. Những phức
hợp liên kết gắn mặt bên các tế bào Sertoli nằm cạnh nhau. Những phức hợp
liên kết này ngăn những khoảng gian bào trong biểu mô tinh thành 2 ngăn:
ngăn ngoài nằm giáp với màng đáy lót ngoài biểu mô tinh và chứa những tế
bào dòng tinh chưa tiến triển (tinh nguyên bào); ngăn bên trong gồm những
khoảng gian bào xen giữa các tế bào Sertoli với nhau hay với các tế bào dòng
tinh và chứa những tế bào dòng tinh đang tiến triển [2].
Tế bào Sertoli có các chức năng sau:
- Nâng đỡ, bảo vệ và điều hoà dinh dưỡng cho các tinh trùng
- Thực bào: các hạt bào tương cặn trong quá trình biệt hoá tinh tử được
thực bào và tiêu hoá bởi lysosom của các tế bào Sertoli.
- Chế tiết:
+ Chế tiết dịch vào lòng ống sinh tinh, đổ vào các ống dẫn tinh, giúp di
chuyển tinh trùng.
11
+ Chế tiết protein kết gắn androgen – ABP (Androgen Binding Protein)
(dưới sự kiểm soát của FSH và testosterone) có vai trò cô đặc testosterone bên
trong các ống sinh tinh (nơi cần cho quá trình tạo tinh trùng).
+ Chuyển đổi testosterone thành estradiol, chế tiết peptid inhibin có vai
trò ức chế sự tổng hợp và giải phóng FSH ở thuỳ trước tuyến yên.
- Sản xuất hormon kháng Muller ức chế sự phát triển ống Muller (ống
cận trung thận) ở thai nam [2].
*Tế bào dòng tinh: là những tế bào có khả năng sinh sản, biệt hoá và
tiến triển để cuối cùng tạo ra tinh trùng. Các tế bào dòng tinh gồm có: tinh
nguyên bào, tinh bào 1, tinh bào 2, tiền tinh trùng và tinh trùng [2].

2.2. Quá trình hình thành và phát triển của tinh trùng
2.2.1. Quá trình sinh tinh trùng
Ở tuổi dậy thì, với sự kích thích của tế bào Sertoli, tế bào mầm nguyên
thuỷ bắt đầu biệt hoá thành tinh nguyên bào. Sự sinh tinh trùng là quá trình
biến đổi tinh nguyên bào thành tinh trùng, quá trình này liên tục cho tới cuối
đời người [2].
*Tinh nguyên bào (spermatogonium)
Tinh nguyên bào là những tế bào nhỏ (đường kính 9 – 15 µm), nằm ở
vùng ngoại vi biểu mô tinh, xen giữa màng đáy với tế bào Sertoli. Tinh
nguyên bào có bộ nhiễm sắc lưỡng bội 2n = 44A + XY. Bào tương chứa Ýt
bào quan. Dựa vào đặc điểm của nhân để phân biệt 2 loại tinh nguyên bào:
- Tinh nguyên bào A (type A spermatogonia): có nhân tròn hay hình
trứng, chất nhiễm sắc mịn, có 1 hoặc 2 hạt nhân, là những tế bào gốc, chúng
gián phân nhiều lần sinh ra tinh nguyên bào cùng loại, một số khác biệt hoá
thành tinh nguyên bào loại B.
12
- Tinh nguyên bào loại B (type B spermatogonia): có nhân tròn, chất
nhiễm sắc dạng hạt kích thước khác nhau, chỉ có 1 hạt nhân nằm ở trung tâm
nhân. Là những tế bào đang biệt hoá không còn khả năng tái biệt hoá. Tinh
nguyên bào loại B biệt hoá tạo ra tinh bào 1 [2].
*Tinh bào 1 (primary spermatocyte)
Tinh bào 1 có bộ nhiễm sắc lưỡng bội 2n = 44A + XY. Sau khi sinh ra,
nó lớn lên do tích luỹ chất dinh dưỡng. Là tế bào lớn (đường kính khoảng 25
µm), nằm xa màng đáy và cách màng đáy bởi một hàng tinh nguyên bào.
Nhân hình cầu, chất nhiễm sắc phân bố đều, hạt nhân thường thấy. Bào tương
chứa nhiều bào quan như ti thể, bộ Golgi. Ngay sau khi được hình thành, các
tinh bào 1 bước vào giảm phân I để sinh ra hai tinh bào 2. Do kỳ đầu giảm
phân I kéo dài trong 22 ngày nên hầu hết các tinh bào quan sát được trong tiêu
bản mô học đều là các tinh bào ở giai đoạn tinh bào 1 [2].
*Tinh bào 2 (secondary spermatocyte)

Mỗi tinh bào 2 có bộ nhiễm sắc đơn bội n = 23 và có 2 loại tinh bào 2: 1
loại mang thể nhiễm sắc X và 1 loại mang thể nhiễm sắc Y với tỷ lệ 1/1. Các
tinh bào 2 khó nhận ra trong các tiêu bản mô học do chúng có đời sống rất
ngắn, chỉ tồn tại trong giai đoạn nghỉ (interphase) rồi nhanh chóng bước vào
lần phân chia thứ hai của quá trình giảm phân để sinh ra 2 tế bào có 23 nhiễm
sắc thể (tiền tinh trùng hay tinh tử ) [2].
*Tiền tinh trùng (tinh tử – spermatid)
Tiền tinh trùng có bộ nhiễm sắc đơn bội n = 23 và có 2 loại tiền tinh
trùng: loại mang thể nhiễm sắc X và loại mang thể nhiễm sắc Y. Chúng xếp
thành nhiều hàng gần lòng ống sinh tinh, hình hơi dài. Nhân sáng, có 1 hạt
nhân lớn. Bào tương chứa nhiều bào quan. Tiền tinh trùng không có khả
13
năng sinh sản mà qua quá trình biệt hoá rất phức tạp để thành tinh trùng
[2],[8].
Hình 4. Sơ đồ quá trình tạo tinh trùng [8]
2.3. Sự biệt hoá tinh tử (spermiogenesis)
Là khâu cuối cùng của quá trình tạo tinh trùng. Sự biệt hoá tinh tử
chuyển dạng các tinh tử thành tinh trùng là tế bào biệt hoá cao để có thể
chuyển DNA của người nam sang noãn của người nữ (không có xảy ra sự
phân bào trong suốt giai đoạn này). Sự biệt hoá tinh tử là một quá trình phức
tạp, gồm 3 giai đoạn sau:
2.3.1. Giai đoạn bộ Golgi
Trong bào tương các tinh tử có bộ Golgi (ở cạnh nhân) ti thể, một cặp
trung tử, các ribosom tù do và lưới nội bào không hạt, các hạt bắt màu nhuộm
PAS dương tính xuất hiện nhiều bên trong bé Golgi được gọi là các hạt tiền
cực đầu (proacrosomal granule), kết hợp lại thành một hạt cực đầu (acromal
granule) duy nhất nằm bên trong túi cực đầu (acrosomal vesicle) là bọc màng
bào tương. Các trung tử di chuyển đến sát màng bào tương ở phía đối diện với
14
cực đầu. Sợi trục của tiêm mao bắt đầu hình thành, các trung tử di chuyển

theo hướng ngược lại, tiến về phía nhân, khi di chuyển kéo dài thêm sợi trục
mao [2], [4], [8].
2.3.2. Giai đoạn cực đầu
Túi cực đầu và hạt cực đầu dài ra, bao phủ một nửa nhân và được gọi là cực
đầu (acrosome). Cực đầu có chứa một số men như hyaluronidase, neuraminidase,
phosphatase acid và một protease hoạt tính giống trypsin. Do vậy cực đầu có
vai trò lysosom đặc biệt. Các men này phá vỡ sự liên kết gắn của các tế bào ở
vòng tia và tiêu huỷ màng trong suốt của noãn. Khi tinh trùng gặp noãn, màng
bào tương của cực đầu sáp nhập vào màng bào tương của noãn, giải phóng
các men cực đầu ra ngoài. Quá trình này gọi là phản ứng cực đầu (acrosomal
reaction), bước đầu tiên của quá trình thụ tinh.
Trong giai đoạn cực đầu, nhân của tinh tử hướng về mặt đáy biểu mô
tinh còn sợi trục tiêm mao hướng về phía lòng ống sinh tinh. Ngoài ra, nhân
tinh tử dài ra và cô đặc lại. Cùng lúc này, một trung tử phát triển tạo nên
tiêm mao (flagellum) hay đuôi tinh trùng. Các ti thể tập hợp lại xung quanh
đoạn gần của đuôi tinh trùng tạo nên một đoạn dày gọi là đoạn trung gian
(middle piece), nơi tạo chuyển động của đuôi tinh trùng [2], [8].
2.3.3. Giai đoạn trưởng thành
Bào tương thừa bong ra và được thực bào bởi các tế bào Sertoli, sau đó
tinh trùng đi vào lòng ống sinh tinh.
15
Hình 5. Sự biệt hoá tinh tử và cấu tạo của tinh trùng [2]
2.4. Cấu tạo tinh trùng
2.4.1. Tinh trùng bình thường
Nằm ở lòng ống sinh tinh và có 2 loại: loại mang thể nhiễm sắc X và loại
mang thể nhiễm sắc Y. Từ một tinh bào 1 qua 2 lần phân chia của quá trình
giảm phân sinh ra 4 tinh trùng. Tinh trùng có cấu tạo bình thường dài khoảng
60 µm và gồm 3 đoạn là đầu, cổ và đuôi.
● Đầu
Đầu hình bầu dục, hơi dẹt, dài 4-5 µm, rộng 2 µm. Nhân lớn chiếm gần

hết đầu tinh trùng nằm ở phần phình phía giáp với cổ. Đoạn 2/3 trước của
nhân được chụp bởi túi cực đầu có hình cái mũ. Thành túi có cấu tạo màng
kép, gồm 2 lá ngoài và trong. Lòng túi chứa nhiều enzym có tác dụng tiêu huỷ
các chướng ngại vật bao quanh noãn chín để tinh trùng tiến vào bào tương của
noãn khi thô tinh: Hyaluronidase, neuramidase, acrosin
Ở lá ngoài của túi cực đầu và phần bào tương phía trước lá này có một
loại protein đặc hiệu gọi là protein gắn vào noãn nguyên phát (primary oocyte
binding protein) có tác dụng gây ra kết dính giữa đầu tinh trùng và màng
trong suốt bọc noãn trong quá trình thụ tinh. ở lá trong của túi cực đầu có một
16
loại protein đặc hiệu khác gọi là protein gắn vào noãn thứ phát (secondary
oocyte binding protein) có tác dụng gắn màng kép của túi cực đầu với màng
trong suốt bọc noãn khi lớp bào tương mỏng ở phía trước túi cực đầu đã bị
tiêu huỷ và lá ngoài của túi cực đầu bị rách trong quá trình tiếp xúc với
màng trong suốt. Những protein này mang tính đặc hiệu cho loài, do đó sự
gắn kết giữa tinh trùng và màng trong suốt của noãn chỉ xảy ra ở động vật
cùng loài [2], [8].
● Cổ: là đoạn ngắn và hẹp, gắn thẳng trục với đầu.
Ở cổ có tấm đáy, hố cắm, tiểu thể trung tâm và 9 cột chia đoạn xếp thành
hình ống. Dây trục nằm chính giữa cổ chạy suốt từ cổ đến tận cùng của đuôi.
Có 9 sợi đặc nối tiếp với 9 cột chia đoạn và tiến về phía đuôi tinh trùng.
Những ti thể hình que dài, xếp thành một hàng nằm ở phía bên ngoài và song
song với cột chia đoạn ở đoạn trên cổ và sợi đặc ở đoạn đuôi [2], [8].
● Đuôi: dài khoảng 55 µm, chia làm 3 đoạn:
- Đoạn trung gian: dài khoảng 4 – 5 µm. Giữa đoạn trung gian và đoạn
chính, màng tế bào dày lên tạo thành vòng Zensen. Đoạn trung gian có dây
trục nằm chính giữa, 9 sợi đặc bao xung quanh. Bao ti thể được cấu tạo bởi
những ti thể xếp với nhau theo kiểu xoắn ốc, cuốn quanh dây trục, được bọc
bởi màng tế bào.
- Đoạn chính: dài nhất, khoảng 45 µm, gồm một dây trục nằm ở trung

tâm, vây quanh bởi một bao sợi xơ và bọc ngoài bởi màng tế bào. Từ trung
tâm ra ngoại vi gồm: dây trục, 9 sợi đặc, bao xơ, màng tế bào.
- Đoạn cuối: dài khoảng 2 -3 µm, tạo thành bởi dây trục được bọc bởi
màng tế bào [2], [8].
2.4.2. Tinh trùng bất thường:
17
Tinh trùng có cấu trúc bất thường chiếm <70% trong tinh dịch bình
thường và gồm những loại chính sau:
- Tinh trùng chưa trưởng thành: có khá nhiều bào tương ở đầu, cổ và đuôi.
- Tinh trùng có cấu tạo hình thái học bất thường: đầu to hay nhỏ, tròn
hay nhọn.
- Tinh trùng già: đầu lỗ rỗ vì bào tương có nhiều không bào chứa sắc tố.
- Tinh trùng thoái hoá: đầu bị biến dạng hay bị teo hoặc có 2 đầu, 2 đuôi [4].
Hình 6. Hình ảnh tinh trùng bình thường và bất thường [4].
2.4.3. Tinh dịch
18
Tinh dịch khởi đầu là một dịch quánh đặc. Nhờ men phân huỷ protein ở
tiền liệt tuyến, tinh dịch hoá lỏng ở nhiệt độ bình thường sau 10 – 30 phót.
Tinh dịch bao gồm 2 thành phần:
- Tinh trùng do tinh hoàn sản xuất ra chiếm khoảng 10% thể tích.
- Tinh dịch là môi trường nuôi dưỡng tinh trùng, chiếm 90% thể tích:1/3
lượng tinh dịch do tiền liệt tuyến tiết ra (chứa acid citric, phosphatase acid, kẽm
và có PH thấp) và 2/3 do tói tinh tiết ra (chất nhày chứa fructose và có pH cao).
Hàng ngày có hàng triệu tinh trùng được sản xuất ra. Chúng được tích
trữ lại ở mào tinh và giải phóng theo từng khoảng thời gian đều đặn (sự phóng
tinh). Khi tinh trùng rời khỏi tinh hoàn, chưa có khả năng thụ tinh được mà
phải qua một thời gian trưởng thành ở đường sinh dục nam hoặc nữ.
Nếu trên 5 ngày mà không phóng tinh toàn bộ chất lượng của tinh trùng
sẽ giảm xuống. Có nhiều giả thuyết về nguyên nhân của hiện tượng này: có
một đáp ứng ngược từ mào tinh đến ống dẫn tinh, sẽ ngăn cản sự sản xuất tinh

trùng hoặc có thể là mào tinh hoàn sẽ thu lại các tinh trùng. Hiện tượng phóng
tinh sẽ tự xảy ra sau một thời gian dài không được phóng tinh và lúc đó tinh
dịch chứa lượng tinh trùng già cỗi [4].
3. Hiện tượng thụ tinh
3.1. Sinh lý hiện tượng thụ tinh
Sau phóng tinh, nhờ sự di động của tinh trùng cùng với sự co bóp của cơ
tử cung và vòi tử cung dưới tác dụng của prostaglandin, tinh trùng di chuyển
qua tử cung đến vòi tử cung. Sau mỗi lần giao hợp, tại âm đạo có khoảng nửa
tỷ tinh trùng nhưng chỉ có khoảng vài ngàn tinh trùng di chuyển đến được vòi
tử cung. Sự thụ tinh thường xảy ra ở khoảng 1/3 ngoài của vòi tử cung. Tinh
trùng muốn xâm nhập vào trong noãn, trước hết phải xuyên qua được lớp tế
19
bào hạt bao quanh noãn để tiến tới vỏ ngoài của noãn. Sau đó tinh trùng phải
gắn và xuyên qua được màng trong suốt [3], [9].
Cơ chế xâm nhập vào noãn của tinh trùng được giải thích nh sau:
Khi tinh trùng còn ở trong tinh dịch, có một lượng lớn cholesterol bọc
quanh đầu tinh trùng làm bền vững màng bao bọc quanh đầu tinh trùng và
ngăn chặn sự giải phóng enzym. Sau khi phóng tinh, tinh trùng di chuyển
trong đường sinh dục nữ, lớp cholesterol bọc đầu tinh trùng bị mất, màng tinh
trùng trở nên yếu và tăng tính thấm đối với ion Ca++. Nồng độ ion Ca++ cao
trong bào tương của đầu tinh trùng một mặt làm tăng vận động của tinh trùng,
mặt khác làm giải phóng các enzym từ đầu tinh trùng.
Đầu tinh trùng dự trữ một lượng lớn hyaluronidase và các enzym thuỷ
phân protein. Dưới tác dụng của enzym hyaluronidase và các enzym thuỷ
phân protein, các chất gắn liên kết các tế bào hạt bao quanh noãn bị phá huỷ.
Sau đó nhờ enzym phân giải protein mà tinh trùng có thể chọc thủng màng
trong suốt của noãn và tiếp cận với lớp vỏ bao quanh noãn. Tại đây có các
receptor để cố định màng trước của tinh trùng vào lớp vỏ của noãn. Rất
nhanh, màng trước tinh trùng bị tiêu đi, tinh trùng giải phóng enzym và mở
đường để xâm nhập vào lòng noãn. Màng của đầu tinh trùng tan ra và vật chất

di truyền của đầu tinh trùng đã xâm nhập vào noãn gây ra hiện tượng thụ tinh
[3], [4], [9].
Trong quá trình thụ tinh, thường chỉ có một tinh trùng xâm nhập vào
noãn. Hiện tượng này có thể được giải thích:
- Một vài tinh trùng di chuyển được tới vòi tử cung nhưng tốc độ di
chuyển rất khác nhau.
- Sau khi tinh trùng đã xuyên qua màng bào tương, ion Ca++ thấm qua
màng bào tương của noãn và gây ra phản ứng vỏ. Các hạt vỏ này giải phóng
20
ra các chất có tác dụng ngăn cản không cho tinh trùng gắn vào màng noãn
thậm chí còn đẩy tinh trùng ra xa màng.
- Sau khi tinh trùng thâm nhập vào trong noãn sẽ làm khử cực màng và
đẩy xa tinh trùng ra.
Khi tinh trùng đã lọt vào bào tương của noãn, bào tương của tinh trùng
sẽ hoà lẫn với bào tương của noãn. Nhân của noãn được gọi là tiền nhân cái,
nhân của tinh trùng được gọi là tiền nhân đực. Do mỗi tiền nhân cái hoặc tiền
nhân đực chỉ chứa 1n ADN nên chúng phải tăng lượng ADN lên gấp đôi.
Ngay sau đó màng nhân của tiền nhân cái và tiền nhân đực mất đi, các thể
nhiễm sắc xoắn lại, ngắn và dày lên. Các thể nhiễm sắc này được giải phóng
vào bào tương, sắp xếp lại tạo ra một đường xích đạo cách đều 2 cực. Rồi mỗi
thể nhiễm sắc con tiến về một cực tế bào. Trên bề mặt noãn xuất hiện một
rãnh phân chia ngày càng rõ. [4]
Hình 7. Hình ảnh của noãn bào thụ tinh bình thường
có 2 tiền nhân (2PN) sau 18 giờ thụ tinh [4].
3.2. Thô tinh trong ống nghiệm
21
Thô tinh trong ống nghiệm (TTTON: Invitro – fertilization) nhằm mục
đích tạo ra các điều kiện trong thực nghiệm giống như trong cơ thể để noãn và
tinh trùng có thể gặp nhau và thụ tinh [4], [18].
Chỉ định thụ tinh trong ống nghiệm: vô sinh do vòi tử cung, tinh dịch đồ

bất thường, vô sinh không rõ nguyên nhân, xin noãn [7], [13], [18].
Thô tinh trong ống nghiệm qua các bước sau:
3.2.1. Chuẩn bị noãn
Quy trình chuẩn bị noãn trong TTTON
- Kích thích buồng trứng bằng thuốc nội tiết để có nhiều nang noãn, khi
có nang noãn trưởng thành chọc hút lấy noãn [7], [13], [18].
- Xác định noãn bào: dịch nang sau khi chọc hút cần nhanh chóng kiểm
tra tìm noãn trong dịch nang [4], [18].
- Đánh giá chất lượng của noãn bào
- Xử lý hỗn hợp gò mầm: gò mầm xung quanh noãn là một hàng rào đối
với tinh trùng. Trong thô tinh ống nghiệm nên loại bỏ gò mầm trước khi thô
tinh [4].
Một số kỹ thuật đặc biệt khi chuẩn bị noãn làm TTTON.
a. Trưởng thành noãn non trong ống nghiệm (In vitro maturation of
oocytes – IVM)
Trưởng thành noãn non trong ống nghiệm (IVM) là một quá trình nuôi
cấy và trưởng thành noãn ở giai đoạn còn non được chọc hút từ các nang noãn
thứ cấp nhỏ ở đầu chu kỳ của người phụ nữ. Phương pháp này được chỉ định
cho các trường hợp:
- Bệnh nhân buồng trứng đa nang.Tỷ lệ có thai 22-35% [12].
22
- Hiến noãn. Tỷ lệ cã thai ở xin noãn IVM là 50% [16].
- Duy trì sự sinh sản ở phụ nữ trẻ trước điều trị ung thư, phụ nữ trẻ chưa
muốn lấy chồng, sinh con muốn trữ noãn cho việc sinh đẻ sau này [16].
b. Trữ lạnh noãn (oocyte cryopreservation)
Trữ lạnh noãn để bảo quản noãn. Được áp dụng trong các trường hợp sau:
- Phụ nữ trẻ bị ung thư : buồng trứng của họ sẽ bị phá huỷ nặng do điều
trị chiếu tia phóng xạ, hoá trị liệu Nếu noãn của họ được trữ lạnh trước khi
điều trị sẽ mang lại nhiều thuận lợi khi họ muốn có con sau này.
- Phụ nữ trẻ muốn trì hoãn việc có con: trữ noãn khi trẻ an toàn hơn khi

mong muốn có thai lúc lớn tuổi.
- Phụ nữ có tiền sử gia đình mãn kinh sớm.
- Không lấy được tinh trùng vào ngày chọc hút noãn. Nếu noãn đã được
lấy ra mà không có tinh trùng để làm TTTON thì noãn đem trữ lạnh là biện
pháp cần thiết và tối ưu để có thể sử dụng sau này mà không phải KTBT và
chọc noãn.
- Lập ngân hàng noãn phục vụ cho chương trình TTTON cho – nhận
noãn [15].
Có 2 phương pháp trữ lạnh noãn: đông chậm (slow freezing) và đông
nhanh (thuỷ tinh hoá - vitrification). Chất bảo quản đông lạnh thường dùng là
dimethyl sulfocid (DMSO) hoặc 1,2 – propanediol (PROH). Dùng PROH
kết hợp DMSO có kết quả tốt hơn. Phương pháp thuỷ tinh hoá và sử dụng
môi trường PROH kết hợp DMSO là phương pháp hiện nay được được các
trung tâm TTTON hiện đại trên thế giới sử dụng là chủ yếu vì Ýt gây tổn
thương noãn, tỷ lệ noãn sống sau rã đông cao, tỷ lệ thụ tinh cao, tỷ lệ tạo
phôi cao [14].
23
4.2.2. Chuẩn bị tinh trùng
Quy trình chuẩn bị tinh trùng làm TTTON
Tinh dịch chứa các chất làm bất hoạt tinh trùng. Chất nhày cổ tử cung có
khả năng loại bỏ yếu tố bất hoạt đó trong tinh dịch nên tinh trùng được giải
phóng khỏi sự ức chế để thực hiện quá trình “phản ứng hoạt hoá” (phản ứng
cực đầu - acrosome). Vì vậy tinh trùng dùng trong TTTON cần tách khỏi tinh
dịch [4].
Mẫu tinh trùng được lấy vào ngày chọc hút noãn. Có hai phương pháp
thông dụng nhất dùng trong TTTON là phương pháp “bơi lên” (swim – up) và
phương pháp thang nồng độ Percoll.
- Phương pháp swim – up dựa vào khả năng bơi khác nhau của các tinh
trùng để tách các tinh trùng di động ra khái tinh dịch. Phương pháp này không
thích hợp nếu khả năng di chuyển của tinh trùng kém và mẫu tinh dịch bị

nhiễm nhiều tế bào khác như bạch cầu. Gần một nửa các cặp bệnh nhân điều
trị do nguyên nhân về phía đàn ông, thường là các trường hợp tinh trùng yếu
và Ýt, phương pháp này thường không sử dụng mà hay sử dụng phương pháp
Percoll hơn.
- Phương pháp Percoll dựa trên cơ sở sự khác nhau về trọng lượng riêng
giữa các tinh trùng và giữa tinh trùng với các tế bào khác trong tinh dịch để
phân tách tinh trùng. Phương pháp này rất có lợi và phù hợp với các mẫu tinh
trùng lấy từ bệnh nhân Ýt tinh trùng và tinh trùng yếu.
Một điều quan trọng khi xử lý mẫu tinh dịch trước khi đưa vào điều trị
TTTON là tinh trùng cần phải được rửa sạch hoàn toàn để cho các yếu tố ức
chế tinh trùng không thể hoạt động được [4].
Một số kỹ thuật đặc biệt khi chuẩn bị tinh trùng làm TTTON
24
a. Các phẫu thuật lấy tinh trùng (Surgical Sperm Retrieval): được áp
dụng khi trong tinh dịch không có tinh trùng [10]
* Từ mào tinh
- Chọc hút tinh trùng từ mào tinh qua vi phẫu – Microsurgical
Epididymal Sperm Aspiration (MESA)
+ Chỉ định: không có tinh trùng do tắc nghẽn (obstructive azoospermia)
+ Tóm tắt kỹ thuật: mở bao tinh hoàn, bộc lộ mào tinh và hút tinh trùng
từ trong mào tinh.
+ Ưu điểm của phương pháp: khả năng chẩn đoán cao cho phép quan sát
toàn bộ vùng bìu. Số lượng tinh trùng thu được nhiều và có thể trữ lạnh
+ Nhược điểm: tính xâm lÊn cao, đòi hỏi người thực hiện phải có kỹ
năng thao tác vi phẫu.
- Chọc hút tinh trùng từ mào tinh qua da – Percutanous Epididymal
Sperm Aspiration (PESA)
+ Chỉ định: không có tinh trùng do tắc nghẽn
+ Tóm tắt kỹ thuật: xác định vị trí mào tinh, chọc kim xuyên qua da để
hút tinh trùng.

+ So với MESA, PESA là phương pháp Ýt xâm lấn, có thể được thực
hiện với gây tê tại chỗ, với tỷ lệ thành công khoảng 65% [10]. Lợi điểm của
PESA là Ýt xâm lấn, có thể thực hiện được nhiều lần, đơn giản hơn và mẫu
tinh trùng thu được thường Ýt lẫn máu và xác tế bào. Hơn nữa, PESA không
cần đòi hỏi kỹ thuật cao, tỷ lệ có thai tương đương MESA [10].
* Từ tinh hoàn
- Chọc hút tinh trùng từ tinh hoàn – Testicular Sperm Aspiration (TESA)
25